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金屬加工如何邁向工業 4.0 全靠 Mes-style!(上)

關鍵字:金屬加工、智慧智造、ciMes、MES、SCADA、RMS、品質管制、製造管理、SPC、生產管理、整合性設備監控、工業 4.0、AI

全球製造產業逐漸調整步調迎向工業 4.0,而金屬加工智慧製造管理應用,也在政府積極推動智慧機械下成為工業轉型關注產業之一。而企業在打造屬於自己的智慧製造環境時,更面臨眾多資、通訊與作業端技術銜接問題。該如何妥善規劃適用性高的智慧化製造管理環境?智慧化投資效益到底有多少?該從哪個瓶頸點著手先行改善?成為許多企業主評估過程中相當頭痛的一環。

資通電腦 ciMes(Computer Integrated Manufacturing Execution System;製造執行系統)以九大模組打造智慧核心,能達到精實管理、發揮最佳產值。接下來我們將針對金屬加工在智慧製造管理應用規劃上,如何就製造實體生產線結合資訊平台建構的資訊流,應對出實際符合企業本身適用的智慧應用。以下將從常見的四個應用面向予以說明:1. 建構整合式製造管理平台 2. 生產管理服務效率化 3. 即時化品質管理 4. 物料、線邊倉管理。

1. 建構整合式製造管理平台

打造視覺化虛擬工廠,全方位整合實體與資訊流,建構一個整合式的製造管理平台。虛擬工廠的建立概念主要是將工廠生產所需的生產資源建構在系統平台上,有效結合 MES 平台的管理機制,將生產機台、工作站(工序)、生產流程、產品等資訊結合權限的管理,統合生產規劃與生產執行,橋接下位系統 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition;監控與資料收集系統)/ EAP(Equipment Application Programming;自動化整合),整合上位應用系統如 ERP(Enterprise Resource Planning;企業資源規劃系統)、PLM(Product Lifecycle Management;產品生命周期管理)、APS(Advanced Planning & Scheduling;先進規劃排程系統),扮演智慧製造控制的核心,提供即時化製造管理應用決策平台。

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圖一:整合式製造管理平臺應用情境。

2. 生產管理服務效率化

金屬加工的主要作業工序區分為 4 大製程作業,分別為成型製程(如鑄造、鍛造、沖壓、裁切等方式)、機械加工製程(如車、铣床等加工)、表面處理製程(如噴塗、烤漆、電鍍等方式)與測試包裝製程,但在作業現場的環境限制往往因為資料收集介不夠人性化,造成現場人員作業抗拒及影響作業效率。傳統的人工繕打抄寫紀錄,不但耗工耗時,更難即時追溯客訴或制程問題。因此在生產管理服務效率化的規劃上的重點就是簡單、好用的便利管理。

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圖二:生產管理服務效率化應用情境。

3. 即時化品質管理應用

品質管理是製造管理中相當重要的核心,完整的的品質管制計畫才能確保產品品質,而一般品質管制依照生產過程會分成以下幾個階段:1. 進料檢驗 2. 生產過程檢驗 3. 出貨前檢驗,各階段在整個生產過程中皆有其品質的管控特性。

生產階段 品質控管特性
進料檢驗 防止不良的原物料流至產線中,減少生產過程的浪費
生產過程檢驗
  • 分為首件檢查、生產巡檢、FQC(Final Quality Control;成品品質管制)、SPC(Statistical Process Control;統計過程式控制)等,監控生產過程任何可能對品質發生影響的異常,如設備資訊、生產環境因素等
  • 透過 SPC 監控,即時反應問題,避免製造出更多的不良品
出貨前檢驗 產品品質的最後檢驗,確保不會將有問題的產品運送至客戶手上
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圖三:品質管理應用情境。

4. 物料、線邊倉管理

在生產過程中會使用到許多原物料,而這些原物料因不同製程特性會有不同的管理方式,例如某些零部件需要追蹤至每一個零件 ID,某些則需要追蹤工單所使用之物料批號等等。系統會依物料管控特性設定提供不的控管方式,在生產作業時依此分類進行不同料件管制,彈性調整生產作業上的控制,優化生產追蹤與產能。

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圖四:物料、線邊倉管理應用情境

智慧製造應著重企業本身生產管理特性,並具體規劃最適合企業本身使用的系統。因此,不用侷限於各種智慧化應用帶來的迷思,針對企業製造管理瓶頸或優化上的管理與建構,才是真正將資訊力轉化成智慧力,進而提升製造力、強化公司競爭力!

下期資通電腦電子報將從 1. 整合性設備監控 2. 製程參數智能化 3. 機台預修保養管理 4. 電子行動化作業應用。這幾個常見的其他四個面向進行探討,敬請期待!

金屬加工如何邁向工業 4.0 全靠 ciMes-style!(下)
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